论地理信息系统在急救医学中的应用与展望
【摘要】 地理信息系统是近期借助计算机技术迅速发展起来的一门高新技术，它既是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科，又是以地理空间数据库为基础一个技术系统。本文介绍了GIS相关概念、功能及其发展。重点探讨了其在急救医学领域中促进急救指挥自动化、野外救护所展开合理化、伤员后送便捷化等技术的开发与应用，并结合当今GIS发展的热点与焦点，做了未来发展的展望。
【关键词】 地理信息系统；急救医学；应用发展
The application and outlook of geographical information system in first aid medicine
WU Yu，LI Wei-min，LIU Yun-sheng.Department of Altitude Military Medicine, Third Military Medical University,Chongqing 400038，China
【Abstract】 Geographical information system (GIS)is not only an infant combined subject which contains the theories and methods of describing, storing, analysizing and outputting spacial data, but also is a technological system on the basis of geography and space database. This paper introduces the concept, function and development of GIS. It focuses on the application of GIS in the field of The First Aid Medicine,such as automatization of commanding first aid,rationalization of unwraping field aid post,convenient for transporting of the wounded. and give outlook to the combining of hot spot and focal point of the GIS development.
【Key words】 geographical information system; first aid medical;application development
急救医学是医学的一个重要的组成部分，它的发展除和医学技术发展密切相连外，还和其他相关科学技术的发展紧密相连。在信息社会的今天、飞速发展的电子科学、材料科学、计算机技术都已明显的影响着急救医学的发展。这其中尤其是近期飞速发展的依据地理信息系统(geographical information system，GIS)为平台的信息技术，更明显地促进着急救医学的发展。一个更快速、高效的急救医学模式正在形成。
1 GIS功能概述
GIS的定义有很多，Blakemore[1]对GIS的定义为：“对数字空间信息具有存储、操作、分析、建立模型和绘图作用的电脑软件包”。Aronoff[2]将GIS定义为“任何用于存储和处理与地理位置有关的数据信息的人工或计算机系统”。
GIS其实是一个集采集、存储、管理、分析、显示与应用的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术[3]。从某种角度上来讲，GIS可以称为“动态的电子地图”，它提供了比普通地图更为丰富和灵活的空间数据表现方式，如动态信息表达、虚拟显示等。GIS的基本功能有以下几项。
1.1 数据采集与处理 主要是获得数据，以建立完整的系统的GIS数据库，达到信息共享和为下一步的数据编辑和处理打下基础。
1.2 数据存储与组织 这是建立GIS数据库的关键步骤，对各种数据，如：空间数据、属性数据如何进行存储和融合，以达到调用的迅速和准确。
1.3 空间查询与分析 通过系统制定规划与决策，用逻辑与数学模型分析空间数据，供查询调出使用。
1.4 图形输出与交互显示 按照用户需求提供各种形式的数据显示方法，最常见的如各种专业地图、报告、表格。它可以是计算机的屏幕显示，也可以是输出的纸质地图。
2 GIS在急救医学中的应用
2.1 使急救指挥自动化、科学化 电子地图对地理环境的数字化是GIS的基础，它为急救人员和各种急救装备的数字化提供了必须的环境背景和空间定位基础。在依据GIS技术生成的电子地图中，急救指挥者可获取急救地域的模型图，了解当地急救机构的配置情况、伤病员可后送最便捷路线、当地救治机构中急救力量的卫生人力和物力组成现状，以及附近另可支援的急救资源和调动方式，还可预测急救人员、人力、物力的需求情况等[4]。通过对相关急救信息的掌握，急救指挥人员就可迅速决策出急救人力、物力的配置和调动等方案，从而使急救指挥与管理自动化、科学化。同时还可使医疗救护信息管理网络化[5]，为伤员救治提供良好的全程服务，使远程医疗成为可能。
2.2 帮助野外救护所展开合理化 在野外发生大批量伤员时，救治机构一般组成救护所野外赴现地展开。救护所展开位置的选择、各救护所之间的人力、物力配置对提高救治功效至关重要[6]。一般情况下，急救指挥者都预先掌握伤员数据，再结合电子地图提供的伤员现场自然地理、交通情况、当地医疗机构的分布等的综合考虑，就可做出较合理的救护所展开地点规划，使卫生急救资源得到较合理配置。各救护所之间既都有一个可达到的救治辐射范围，但边界又都有一定重合[7]，这样既分工明确，又可在关键时刻相互支援、相互机动、不遗漏伤员。
2.3 帮助选择伤员救护、护送最佳路径 通过电子地图的最佳路径选择功能，通过对可视化显示的伤员区地理环境的判读，急救者可迅速了解伤员区的水系、植被、道路等分布情况[8]。通过其实时显示功能，就可以在电子地图上标记出伤员区的具体情况。再辅助计算机数字模型模拟判断，就可以在最短时间内，给出现场救援、伤员后送等的最佳路径。以使急救行动安全、快速的进行，为抢救伤病员生命争取到宝贵的时间。
2.4 帮助建设智能化的急救指挥图 GIS的发展是从地图制图开始的，因而GIS的主要功能之一是用于专业地图制图，建立地图数据库。与传统的手工制图方式周期长且更新慢相比，利用GIS建立起来的地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果[9]。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如行政区划图、道路交通图、急救机构规划图等。更重要的是由于GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系，可以制作多种立体图形，而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型(digital elevation modal，DEM)。这为医学急救用图的生产也带来了天翻地覆的变革。
3 GIS在急救医学中的应用展望
3.1 GIS与遥感(RS)相结合 遥感(remote sensing，RS)图像数据是地理信息系统的重要来源。RS数据具有廉价、准确、实时的特点，通过在GIS中载入RS数据，GIS的电子地图显示功能就可迈上一个新的台阶[10]。如果利用航空立体像以及雷达影像，还可生成较高精度的DEM数据(一种加入高程信息的数据)。在急救救援时，加入RS数据的GIS将向急救指挥人员显示更为准确且具有三维立体效果、自然色彩的电子地图[11]。这有助于现场救护人员对现场地形的进一步了解，更有助于急救指挥人员理解和判断现场地形情况，做出准确的指挥、判断。
3.2 GIS与全球定位系统(GPS)和CCD技术相结合 GPS(global position system)与GIS结合可以实现急救车辆、船舶等的实时电子导航。这在多数发达国家已经发展的相当成熟，广泛应用于交通管理、车辆自动导航等方面。在急救医学上，通过为救护车(船)安装小型GPS，就可实现车辆的实时定位与导航，便于资源的指挥、调度；在此基础上配以CCD(charge coupled device)摄像机的实时跟踪摄像，并将影像同步传输给GIS后方系统，就可实现急救现场指挥的自动检测与管理。如果给每位监控对象预先配备带有迷你GPS功能的项链挂坠，就更解决了急救现场对于伤病员的寻找与定位的难题，为伤病员的寻找与救治节省大量时间。
3.3 GIS与专家系统(expert system,ES)相结合 随着GIS的发展与完善，GIS正向着智能化和集成化方向发展。在现代社会急救医学正发生各种错综复杂变化的情况下，对GIS的智能化也提出了一个更高的要求。ES与GIS相结合，使GIS的智能化分析和处理正成为现实。届时就可提供科学的决策咨询，以回答使用者提出的各种问题[3]。急救指挥人员以该系统决策意见为参考，再结合自己的经验判断，就更有利于做出正确的指挥命令，控制急救形式的正向发展。
总之，GIS作为一门新兴边缘学科，在我国急救医疗卫生领域有着相当广泛的应用前景。随着科技的不断发展与进步，特别是近年来我国国内测绘科研单位的自主版权的GIS软件的研究成功与推广[12]，必将大力推进我国GIS与急救医学的结合，推动急救医学专业的发展。
【参考文献】
1 Blakemore geographic information systems. In: Johmston RJ eds. Dictionary of human geography.Blackwell Oxford, 1986,173.
2 Aronoff S.Geographic systems:a management perspective. WDL publication.Ottawa,Canada,1989，5.
3 乌伦.地理信息系统原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001，135-137.
4 李云，林立辉.地理信息系统在未来军事医学中的应用研究.华南国防医学杂志，2005，19(2)：36-38.
5 利用地理信息系统技术管理军队卫勤保障.军事医学动态，2003，1：16-17.
6 张桦.紧急医疗救援指挥中心规划与设计.中国卫生质量管理，2005，12(1)：61-64.
7 谭红卫.部队防疫机构应对突发公共卫生事件的思考.中国预防医学杂志，2004，12(6)：488-489.
8 打造公共卫生应急系统.中国计算机用户，2003， 6：34-35.
9 陈述彭.地理信息系统导论. 北京：科学出版社，2000，243-246.
10 杨国静，周晓农.GIS与RS在寄生虫病防治研究中的应用. 中国寄生虫病防治杂志，2001，14(1)：64-65.
11 Hugh-Jones M. Application of remote sensing to the identification of the habitats of parasites and diseases vectors. Parasitol Today, 1989,5:244.
12 徐业昌.地理信息系统及其在医学领域的应用.北京生物医学工程，1997，16(4)：249-252.
作者单位： 400038 重庆，重庆市沙坪坝区第三军医大学军事医学地理学教研室
(编辑：余 强), 百拇医药(吴玉，李维民，刘运胜)
【关键词】 地理信息系统；急救医学；应用发展
The application and outlook of geographical information system in first aid medicine
WU Yu，LI Wei-min，LIU Yun-sheng.Department of Altitude Military Medicine, Third Military Medical University,Chongqing 400038，China
【Abstract】 Geographical information system (GIS)is not only an infant combined subject which contains the theories and methods of describing, storing, analysizing and outputting spacial data, but also is a technological system on the basis of geography and space database. This paper introduces the concept, function and development of GIS. It focuses on the application of GIS in the field of The First Aid Medicine,such as automatization of commanding first aid,rationalization of unwraping field aid post,convenient for transporting of the wounded. and give outlook to the combining of hot spot and focal point of the GIS development.
【Key words】 geographical information system; first aid medical;application development
急救医学是医学的一个重要的组成部分，它的发展除和医学技术发展密切相连外，还和其他相关科学技术的发展紧密相连。在信息社会的今天、飞速发展的电子科学、材料科学、计算机技术都已明显的影响着急救医学的发展。这其中尤其是近期飞速发展的依据地理信息系统(geographical information system，GIS)为平台的信息技术，更明显地促进着急救医学的发展。一个更快速、高效的急救医学模式正在形成。
1 GIS功能概述
GIS的定义有很多，Blakemore[1]对GIS的定义为：“对数字空间信息具有存储、操作、分析、建立模型和绘图作用的电脑软件包”。Aronoff[2]将GIS定义为“任何用于存储和处理与地理位置有关的数据信息的人工或计算机系统”。
GIS其实是一个集采集、存储、管理、分析、显示与应用的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术[3]。从某种角度上来讲，GIS可以称为“动态的电子地图”，它提供了比普通地图更为丰富和灵活的空间数据表现方式，如动态信息表达、虚拟显示等。GIS的基本功能有以下几项。
1.1 数据采集与处理 主要是获得数据，以建立完整的系统的GIS数据库，达到信息共享和为下一步的数据编辑和处理打下基础。
1.2 数据存储与组织 这是建立GIS数据库的关键步骤，对各种数据，如：空间数据、属性数据如何进行存储和融合，以达到调用的迅速和准确。
1.3 空间查询与分析 通过系统制定规划与决策，用逻辑与数学模型分析空间数据，供查询调出使用。
1.4 图形输出与交互显示 按照用户需求提供各种形式的数据显示方法，最常见的如各种专业地图、报告、表格。它可以是计算机的屏幕显示，也可以是输出的纸质地图。
2 GIS在急救医学中的应用
2.1 使急救指挥自动化、科学化 电子地图对地理环境的数字化是GIS的基础，它为急救人员和各种急救装备的数字化提供了必须的环境背景和空间定位基础。在依据GIS技术生成的电子地图中，急救指挥者可获取急救地域的模型图，了解当地急救机构的配置情况、伤病员可后送最便捷路线、当地救治机构中急救力量的卫生人力和物力组成现状，以及附近另可支援的急救资源和调动方式，还可预测急救人员、人力、物力的需求情况等[4]。通过对相关急救信息的掌握，急救指挥人员就可迅速决策出急救人力、物力的配置和调动等方案，从而使急救指挥与管理自动化、科学化。同时还可使医疗救护信息管理网络化[5]，为伤员救治提供良好的全程服务，使远程医疗成为可能。
2.2 帮助野外救护所展开合理化 在野外发生大批量伤员时，救治机构一般组成救护所野外赴现地展开。救护所展开位置的选择、各救护所之间的人力、物力配置对提高救治功效至关重要[6]。一般情况下，急救指挥者都预先掌握伤员数据，再结合电子地图提供的伤员现场自然地理、交通情况、当地医疗机构的分布等的综合考虑，就可做出较合理的救护所展开地点规划，使卫生急救资源得到较合理配置。各救护所之间既都有一个可达到的救治辐射范围，但边界又都有一定重合[7]，这样既分工明确，又可在关键时刻相互支援、相互机动、不遗漏伤员。
2.3 帮助选择伤员救护、护送最佳路径 通过电子地图的最佳路径选择功能，通过对可视化显示的伤员区地理环境的判读，急救者可迅速了解伤员区的水系、植被、道路等分布情况[8]。通过其实时显示功能，就可以在电子地图上标记出伤员区的具体情况。再辅助计算机数字模型模拟判断，就可以在最短时间内，给出现场救援、伤员后送等的最佳路径。以使急救行动安全、快速的进行，为抢救伤病员生命争取到宝贵的时间。
2.4 帮助建设智能化的急救指挥图 GIS的发展是从地图制图开始的，因而GIS的主要功能之一是用于专业地图制图，建立地图数据库。与传统的手工制图方式周期长且更新慢相比，利用GIS建立起来的地图数据库，可以达到一次投入、多次产出的效果[9]。它不仅可以为用户输出全要素地形图，而且可以根据用户需要分层输出各种专题图，如行政区划图、道路交通图、急救机构规划图等。更重要的是由于GIS是一种空间信息系统。它所制作的图也能够反映一种空间关系，可以制作多种立体图形，而制作立体图形的数据基础就是数字高程模型(digital elevation modal，DEM)。这为医学急救用图的生产也带来了天翻地覆的变革。
3 GIS在急救医学中的应用展望
3.1 GIS与遥感(RS)相结合 遥感(remote sensing，RS)图像数据是地理信息系统的重要来源。RS数据具有廉价、准确、实时的特点，通过在GIS中载入RS数据，GIS的电子地图显示功能就可迈上一个新的台阶[10]。如果利用航空立体像以及雷达影像，还可生成较高精度的DEM数据(一种加入高程信息的数据)。在急救救援时，加入RS数据的GIS将向急救指挥人员显示更为准确且具有三维立体效果、自然色彩的电子地图[11]。这有助于现场救护人员对现场地形的进一步了解，更有助于急救指挥人员理解和判断现场地形情况，做出准确的指挥、判断。
3.2 GIS与全球定位系统(GPS)和CCD技术相结合 GPS(global position system)与GIS结合可以实现急救车辆、船舶等的实时电子导航。这在多数发达国家已经发展的相当成熟，广泛应用于交通管理、车辆自动导航等方面。在急救医学上，通过为救护车(船)安装小型GPS，就可实现车辆的实时定位与导航，便于资源的指挥、调度；在此基础上配以CCD(charge coupled device)摄像机的实时跟踪摄像，并将影像同步传输给GIS后方系统，就可实现急救现场指挥的自动检测与管理。如果给每位监控对象预先配备带有迷你GPS功能的项链挂坠，就更解决了急救现场对于伤病员的寻找与定位的难题，为伤病员的寻找与救治节省大量时间。
3.3 GIS与专家系统(expert system,ES)相结合 随着GIS的发展与完善，GIS正向着智能化和集成化方向发展。在现代社会急救医学正发生各种错综复杂变化的情况下，对GIS的智能化也提出了一个更高的要求。ES与GIS相结合，使GIS的智能化分析和处理正成为现实。届时就可提供科学的决策咨询，以回答使用者提出的各种问题[3]。急救指挥人员以该系统决策意见为参考，再结合自己的经验判断，就更有利于做出正确的指挥命令，控制急救形式的正向发展。
总之，GIS作为一门新兴边缘学科，在我国急救医疗卫生领域有着相当广泛的应用前景。随着科技的不断发展与进步，特别是近年来我国国内测绘科研单位的自主版权的GIS软件的研究成功与推广[12]，必将大力推进我国GIS与急救医学的结合，推动急救医学专业的发展。
【参考文献】
1 Blakemore geographic information systems. In: Johmston RJ eds. Dictionary of human geography.Blackwell Oxford, 1986,173.
2 Aronoff S.Geographic systems:a management perspective. WDL publication.Ottawa,Canada,1989，5.
3 乌伦.地理信息系统原理、方法和应用.北京：科学出版社，2001，135-137.
4 李云，林立辉.地理信息系统在未来军事医学中的应用研究.华南国防医学杂志，2005，19(2)：36-38.
5 利用地理信息系统技术管理军队卫勤保障.军事医学动态，2003，1：16-17.
6 张桦.紧急医疗救援指挥中心规划与设计.中国卫生质量管理，2005，12(1)：61-64.
7 谭红卫.部队防疫机构应对突发公共卫生事件的思考.中国预防医学杂志，2004，12(6)：488-489.
8 打造公共卫生应急系统.中国计算机用户，2003， 6：34-35.
9 陈述彭.地理信息系统导论. 北京：科学出版社，2000，243-246.
10 杨国静，周晓农.GIS与RS在寄生虫病防治研究中的应用. 中国寄生虫病防治杂志，2001，14(1)：64-65.
11 Hugh-Jones M. Application of remote sensing to the identification of the habitats of parasites and diseases vectors. Parasitol Today, 1989,5:244.
12 徐业昌.地理信息系统及其在医学领域的应用.北京生物医学工程，1997，16(4)：249-252.
作者单位： 400038 重庆，重庆市沙坪坝区第三军医大学军事医学地理学教研室
(编辑：余 强), 百拇医药(吴玉，李维民，刘运胜)